KR20020014633A - 압축기용 피스톤의 가공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량공조장치에 사용되는 압축기용 피스톤의 가공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 상기 피스톤의 헤더 내측에 슈를 결합하기 위한 요입형의 수용자리부를 보다 확실하고 신속하게 가공하기 위한 압축기용 피스톤의 가공방법을 제공코자 하는 것이다.

즉, 본 발명에서 제공하는 압축기용 피스톤 가공방법은 상기 피스톤(1)의 수용자리부(8) 중심을 통과하는 피스톤(1)의 축선(L1)과 툴(14)의 축선(L2)을 중심점으로 하여 CAM 프로그램에 의해 2차원 회전운동하는 선반(10)상의 심압대(11)에 고정된 척(12)상에 피스톤(1)을 고정하여 소정속도로 좌우왕복운동 및 피스톤(1)의 수용자리부(8) 반경에 부합되게 중심이동되는 툴(14)의 칼날부(14a)에 의해 상기 수용자리부(8)를 절삭가공토록 함으로서 신속한 수용자리부(8)의 절삭가공과 함께 확실한 진원도를 갖는 수용자리부(8)를 가공할 수 있게 되어 작업능률의 극대화 및 제품의 불량률을 현격히 감소시킬 수 있는 것이다.

Description

압축기용 피스톤의 가공방법{.}

본 발명은 차량공조장치에 사용되는 압축기용 피스톤의 가공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 상기 피스톤의 헤더 내측에 슈를 결합하기 위한 요입형의 수용자리부를 보다 확실하고 신속하게 가공하기 위한 압축기용 피스톤의 가공방법을 제공코자 하는 것이다.

종래 차량공조장치 등에 사용되는 압축기 중에는 도 1과 같은 차량공조장치용 압축기(a)가 개시된 바 있다.

즉, 상기한 압축기(a)는 하우징(b)의 내부에 크랭크실(c)이 형성됨과 동시에 구동샤프트(d)가 회전가능하게 지지되어 있고, 하우징(b)의 일부를 구성하는 실린더블록(e)에는 복수의 실린더 보어(f)가 형성되고, 각 실린더 보어(f) 내에는 피스톤(1)이 왕복운동 가능하게 수용된다.

크랭크실(c)에 있어서 구동샤프트(d)에는 캠플레이트(h)가 일체로 회전가능하게 장착되고, 각 피스톤(1)이 한쌍의 반구형 슈(i)를 거쳐서 캠플레이트(h) 외주에 계류되어 있다. 그리고 구동샤프트(d)의 회전에 의해 캠플레이트(h)를 거쳐서 피스톤(1)이 왕복운동되고 압축운전이 행해지도록 된 것이다.

상기 압축기에 있어서 피스톤(1)의 헤더(2) 내측에 대향하는 한쌍의 피가공면에 슈(i)를 회전가능하게 수용하기 위한 구면형상의 수용자리부(8)가 형성된다. 상기 구면형상의 수용자리부(8)를 가공하는 방법 중 하나는 일본 특개평 6-249140 호에 개시된 바 있다.

즉, 도 2에서 도시한 바와 같이 피스톤(1)의 헤더(2) 내측에 대향하는 한쌍의 피가공면(3,4) 사이에 볼 앤드 밀(5)을 그 축선(L1)과 피스톤(1)의 연장축선 (L2)이 거의 직교하도록 설정한다. 상기 볼 앤드 밀(5)은 생크부(6)와 그 선단에 고정설치된 구면 절단부(7)를 구비하고 있다. 그리고 피스톤(1)에 대한 볼 앤드 밀(5)의 설정상태에서 구면절단부(7)를 피가공면(3,4)에 대향배치한다.

그후 볼 앤드 밀(5)을 그 축선(L2)을 중심으로 회전시킨다. 이 상태에서 피스톤(1)을 그 연장축선(L1)을 따라 일방향으로 소정량 이동시키고, 볼 앤드 밀(5)의 구면 절단부(7)에 의해 한쪽의 피가공면(3)에 구면형상의 수용자리부(8)를 가공한다. 계속해서 피스톤(1)을 그 연장축선(L1)을 따라 다른 방향으로 소정량 이동시키고 구면 절단부(7)에 의해 다른 한쪽의 피가공면(4)에 구면 형상의 수용자리부 (8)를 가공토록 되어 있다.

그러나 상기한 피스톤(1) 가공방법에서는 볼 앤드 밀(5)을 그 축선(L2)의 주변에서 회전시킴으로서 피스톤(1)을 그 연장축선(L1)을 따라 왕복운동시키고, 한쌍의 피가공면(3,4)에 구면 형상의 수용자리부(8)를 가공하므로, 이때 구면 절단부 (7)의 중심(C2)은 설정위치(P1)로부터 양쪽 수용자리부(8)의 가공위치(P2,P3)로 순차적으로 상대 이동된다.

이를 위해 수용자리부(8)의 구면의 중심 위치에 가공위치(P2,P3) 사이의 간격(S4)에 상당하는 어긋남이 발생하고, 앙쪽 수용자리부(8)의 구면은 2개의 구형체의 일부를 갖는 구성으로 되어 있다.

그런데 상기와 같은 압축기(a)에 있어서는 캠플레이트(h)의 회전에 의해 각 피스톤(1)을 원활하게 왕복이동 시키도록 양쪽 수용자리부(8)의 구면 중심위치를 일치시키는 것이 요구되는 경우가 있다.

즉, 상기 양쪽 수용자리부(8)를 하나의 구형체 일부를 형성하는 구면으로 형성하는 경우가 요구되는 것이다. 특히 캠플레이트(h)를 구동샤프트(d)에 요동가능하게 지지하고, 캠플레이트(h)의 경사각 변경에 의해 토출 용량을 제어하도록 한 가변용량 압축기에 있어서는 캠플레이트(h)의 원활한 경사각 이동을 확보할 필요가 있다.

이를 위해서는 상기 양쪽 수용자리부(8)를 하나의 구형체 일부를 이루는 구면으로 정확하게 형성할 필요가 있다.

여기서 상술한 바와 같은 선행기술이 개시하고 있는 가공방법에서는 양쪽 수용자리부(8)의 구면 중심위치에 간격(S4) 만큼의 어긋남이 생기기 때문에 이러한 요구에 대처할 수 없다는 문제가 있었던 것이다.

상기한 가공방법상의 문제점을 해소코자 국내 특허 제 255529 호 에는 도 3에서 보는 바와 같이 피스톤(1)의 헤더(2) 내측의 대향하는 피가공면(3,4) 사이에 원호형칼날부(9a)를 가진 공구(9)를 그 축선(L2)과 피스톤(1)의 연장축선(L1)이 거의 직교하도록 설정하고, 상기 피스톤(1)을 피가공면(3,4) 사이의 중간부에서 수용자리부(8)의 중심을 통과하는 회전축선(L3)과 일치하는 위치까지 이동시키고, 한쌍의 피가공면(3,4)에 구면형상의 수용자리부(8)를 가공하는 방법이 개시되어 있으나,

상기한 국내 특허의 경우 상기 대향하는 수용자리부(8)가 구형체 일부를 이루는 구면으로 정확하게 형성되지 않는 경우가 허다하여 슈(i)를 결합시에 불량률이 높은 등의 문제가 있으며, 공구에 대하여 피스톤(1)을 수평면에서 원운동시켜 수용자리부(8)를 가공토록 하고 있어 작업시간이 상당히 길어지고 그로 인하여 작업능률 및 생산성이 저조한 등의 문제가 있어 이를 해결할 수 있는 압축기용 피스톤의 가공방법 개발이 업계의 절실한 과제였던 것이었다.

이에 본 발명에서는 상기한 바와 같은 종래의 압축기용 피스톤 헤더에 형성되는 수용자리부 가공방법이 갖는 문제점을 해결코자 하는 것으로서, 본 발명에서는 특히 피스톤 헤더에 형성되는 수용자리부가 구면형상(즉, 진원도)을 확실하게 유지할 수 있도록 하며, 작업성이 극히 우수한 압축기용 피스톤 가공방법을 제공함에 발명의 기술적 과제를 두고 본 발명을 완성한 것이다.

도 1은 본 발명의 가공방법에 의해 가공된 피스톤이 적용되는 압축기의 단면도

도 2는 종래 알려진 압축기용 피스톤의 가공방법을 보인 측면도

도 3은 또 다른 종래에 알려진 압축기용 피스톤의 가공방법을 보인 측면도

도 4는 본 발명에서 제시하는 압축기용 피스톤의 가공방법을 보인 측면도

■ 도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명 ■

1:피스톤 2:헤더

3,4:피가공면 5:볼 앤드 밀

6:생크부 7:구면절단부

8:수용자리부 9:공구

9a:원호형 칼날부 10:선반

11:심압대 12:척

13:공구대 14:툴

14a:칼날부

a:압축기 b:하우징

c:크랭크실 d:구동샤프트

e:실린더블록 f:실린더 보어

h:캠플레이트 i:슈

도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예를 적용하여 압축기용 피스톤(1)을 가공하는 방법을 보인 개략적인 측면도로서, 본 발명에서는 이를 위하여 피스톤(1)을 통상의 선반(10) 베드에 설치되는 심압대(11)상에 척(12)으로 장착하고, 이의 측방에서 일정폭 좌우로 슬라이드 이동되는 왕복대상의 공구대(13)에 장착한 툴(14)을 이용하여 피스톤(1)의 수용자리부(8)를 가공하는 것으로서,

본 발명에서는 상기한 피스톤(1)이 고정설치되는 심압대(11)상의 척(12)이 CAM프로그램에 의해 2차원 원형 곡선을 그리며 회전을 하도록 하여 진원도가 확실한 피스톤(1) 수용자리부(8)를 가공하는데 특징이 있는 것이다.

즉, 본 발명은 상기 피스톤(1)이 고정되는 척(12)이 CAM(computer aided manufacturing) 프로그램에 의해 원운동을 행함으로서 좌우 왕복작동 하는 공구대 (13)상의 툴(14)이 피스톤(1)의 수용자리부(8)를 구형곡면의 일부로 가공하게 되는 것이다.

이러한 척(12)의 2차원적인 원운동은 사전에 컴퓨터에서 프로그래밍하면 간단히 이루어지는 것인데, 피스톤(1)의 헤더(2) 내측에 대향하는 한쌍의 피가공면 (3,4) 사이에 툴(14)을 그 축선(L2)과 피스톤(1)의 연장축선(L1)이 직교하도록 설치하고, 상기 툴(14)은 그 선단에 개략 삼각형상의 칼날부(14a)가 형성되어 피스톤 (1)의 피가공면(3,4)에 가공되는 구면형상의 수용자리부(8)를 절삭가공하는 것이다.

이러한 상태에서 피스톤(1)을 피가공면(3,4) 상의 중간부에서 척(12)에 의해 회전운동을 시킨다. 즉, 사전에 CAM 프로그래밍된 수용자리부(8) 반경(R1)에 맞추어 척(12)을 2차원적인 원운동을 시킴으로서 서서히 좌우 왕복운동하는 툴(14)의 칼날부(14a)에 의해 피스톤(1) 헤더(2) 상의 좌우 수용자리부(8)가 서서히 절삭이 이루어지는데, 상기 툴(14)은 수용자리부(8)의 하단부에서 피스톤(1)의 연장축선 (L1)이 위치하는 중앙지점으로 갈수록 점차 반경(R1)이 확대되면서 슬라이드 이동을 하게 되고, 연장축선(L1)을 경과하면 점차 반경(R1)이 축소되면서 슬라이드 이동을 하게 되어 이러한 툴(14)의 왕복운동과 함께 피스톤(1)이 고정된 척(12)의 2차원 회전운동에 의해 수용자리부(8)가 구면의 일부를 이루도록 가공이 완료되면 툴(14)이 좌측으로 슬라이드 이동하게 되고 가공된 피스톤(1)을 척(12)으로부터 인출한 후 차기 가공을 요하는 피스톤(1)을 척(12)에 다시금 고정한 후 상기와 동일한 방법에 의해 수용자리부(8)를 가공하게 되는 것이다.

상기한 가공방법에 의하여 가공되는 본 발명의 피스톤(1) 수용자리부(8)는, 상기 수용자리부(8)를 절삭가공하기 위한 툴(14)을 좌우왕복운동 시키되 상기 툴 (14)의 축선(L2)을 기준점으로 하여 반경(R1)이 피가공면(3,4)에 가공되는 구면 형상의 수용자리부(8) 반경(R1)에 일치하도록 하측에서부터 점차적으로 확대 및 축소되는 반경(R1)에 맞추어가면서 피스톤(1)이 고정되는 척(12)을 2차원 회전운동시켜 수용자리부(8)를 절삭가공토록 함으로서 그 작업의 속도가 기존에 비하여 월등히 향상되고, 툴(14)이 수용자리부(8)의 반경(R1)에 맞추어 좌우 왕복운동하여 수용자리부(8)를 가공하게 되어 진원도를 확실하게 유지하면서 가공하게 되는 것이다.

결국, 이러한 가공방법에 의하여 가공된 본 발명의 피스톤(1)은 압축기에 조립한 경우 캠플레이트(h)의 회전에 의해 반구형의 슈(i)를 개재하여 피스톤(1)을 원활하게 왕복운동시킬 수 있는 것이다.

이러한 본 발명의 가공방법에 의하여 가공된 피스톤(1)을 도 1과 같은 가변 용량 압축기(a)에 조립한 경우에는 토출용량의 변경 시에 캠플레이트(h) 경사판이 어느 경사각으로 배치되어도 양쪽 수용자리부(8) 내에서 한쌍의 슈(i) 회전이 확보된다. 따라서 캠플레이트(h) 경사판의 원활한 경사이동을 확보하는 것이 가능한 것이다.

또한, 상기한 실시예의 압축기용 피스톤 가공방법에 있어서는 피스톤(1)의 피가공면(3,4) 사이의 툴(14)의 좌우 왕복운동 속도를 설정하고, 이 상태에서 피스톤(1)을 척(12)에 장착하여 CAM 프로그램에 의해 2차원 회전운동시켜 수용자리부 (8)를 가공할 수 있게 되어 진원도를 갖는 수용자리부(8) 가공의 용이성 및 가공시간 단축이란 과제를 해결하게 되는 것이다.

상기와 같이 실시될 수 있는 본 발명의 압축기용 피스톤 가공방법은 피스톤 (1)의 수용자리부(8) 반경(R1)에 맞추어가면서 좌우왕복운동하는 삼각형상의 칼날부(14a)를 갖는 툴(14)과, 상기 툴(14)이 피스톤(1)의 피가공면(3,4)에 위치하면 축선(L2)을 기준점으로 CAM 프로그램에 의하여 피스톤(1)이 고정되는 척(12)이 2차원 회전운동하여 피스톤(1)의 수용자리부(8)를 가공토록 함으로서 신속한 절삭가공과 함께 확실한 진원도를 갖는 수용자리부(8)를 가공할 수 있게 되어 작업능률의 극대화 및 제품의 불량률을 현격히 감소시킬 수 있는 등 그 기대되는 효과가 다대한 발명이다.

Claims (1)

1. 하우징(b)의 내부에 크랭크실(c)을 형성함과 동시에 구동샤프트(d)를 회전가능하게 지지하고, 하우징(b)의 일부를 구성하는 실린더블록(e)에는 실린더보어(f)를 형성하고, 상기 실린더보어(f)에는 피스톤(1)을 왕복운동 가능하게 수용하고, 크랭크실(c) 내에 있어서 구동샤프트(d)에는 캠플레이트(h)를 일체로 회전가능하게 지지하고, 상기 피스톤(1)을 한쌍의 거의 반구형상의 슈(i)를 거쳐서 캠플레이트 (h) 외주에 계류하고, 구동샤프트(d)의 회전에 의해 캠플레이트(h)를 거쳐서 피스톤(1)을 왕복운동시키도록 한 압축기(a)에 있어서, 상기 피스톤(1)의 헤더(2) 내측에 대향하는 한쌍의 피가공면(3,4)에 상기 슈(i)를 회전가능하게 수용하기 위한 한쌍의 구면 형상의 수용자리부(8)를 가공하는 압축기용 피스톤의 가공방법에 있어서;

   상기 피스톤(1)의 수용자리부(8) 중심을 통과하는 피스톤(1)의 축선(L1)과 툴(14)의 축선(L2)을 중심점으로 하여 CAM 프로그램에 의해 2차원 회전운동하는 선반(10)의 심압대(11)에 고정된 척(12)상에 피스톤(1)을 고정하여 소정속도로 좌우왕복운동과 피스톤(1)의 수용자리부(8) 반경에 부합되게 축중심이 이동되는 툴(14)의 칼날부(14a)에 의해 상기 수용자리부(8)를 절삭가공토록 한 것을 특징으로 하는 압축기용 피스톤의 가공방법.